المبخر الدوار، المعروف أيضًا باسم المبخر الدوار، هو في الأساس جهاز معملي شائع يتكون من محركات وزجاجات التقطير وأواني تسخين وأنابيب مكثف وأجزاء أخرى.

تاريخ تطوير المبخر الدوار

1. مكثف الصوف

لاحظ البحارة اليونانيون القدماء قطرات تكثف الضباب على الأشرعة، وكان البحارة يضعون الصوف فوق الجرار الساخنة للحصول على الماء العذب، والذي عُرف فيما بعد باسم مكثف الصوف.

2. أبحاث أرسطو

في العصر اليوناني القديم، عام ٣٥٠ قبل الميلاد، درس أرسطو مبادئ التقطير والتكثيف، واكتشف قانون دوران الماء المهم في الطبيعة. يصبح ماء البحر صالحًا للشرب.

3. أبحاث الخيميائيين

في القرن الثاني الميلادي، طور الكيميائيون أقدم جهاز لتقطير النحاس – “وعاء التقطير”.

4. ظهور التقطير الفراغي

في القرن السابع عشر، قام الفيزيائي الأيرلندي روبرت بويل* بتنفيذ عملية التقطير الفراغي الثورية، والتي أثبتت العلاقة بين الضغط ونقطة الغليان، وتحسنت سرعة التقطير بشكل كبير.

5. قوارير التقطير الدوارة والمبخرات الدوارة التجارية

في خمسينيات القرن العشرين، اقترح العالمان CCDraig وMEVolk مفهوم القوارير الدوارة لتحسين عملية الخلط وتسخين العينات على مساحة أكبر. وفي الوقت نفسه، وُلد أول مُبخّر دوار تجاري.

6. عصر البخار الدوار الذكي

في القرن الحادي والعشرين، يشهد عصر الذكاء الاصطناعي ثورةً عارمة. وتشهد أتمتة المختبرات تطورًا مستمرًا، وأصبح نظام التبخير الدوراني الذكي المعيار الأساسي للمختبرات الحديثة.

مميزات وعيوب المبخر الدوار

المزايا

1. تحتوي جميع المبخرات الدوارة على محرك رفع مدمج، يمكنه رفع القارورة تلقائيًا إلى الوضع فوق وعاء التسخين عند إيقاف تشغيل الطاقة.

2. بسبب القوة المركزية والاحتكاك بين عينة السائل وزجاجة التبخير، تشكل عينة السائل فيلمًا سائلًا على السطح الداخلي لزجاجة التبخير، وتكون منطقة التسخين كبيرة؛

٣. تمنع القوة الناتجة عن دوران العينة غليانها بفعالية. وبفضل هذه الميزات وسهولة استخدامها، يمكن استخدام المبخرات الدوارة الحديثة لتقطير معظم العينات بسرعة ولطف، حتى من قِبل المستخدمين غير المتمرسين.

العيوب

يؤدي غليان بعض العينات، مثل الإيثانول والماء، إلى فقدان العينات التي جمعها المُجرِّب. أثناء التشغيل، يُمكن عادةً تجنُّب الغليان عن طريق ضبط شدة عمل مضخة التفريغ أو درجة حرارة وعاء التسخين بعناية أثناء مرحلة الخلط في عملية التقطير.

أو بإضافة جزيئات مضادة للغليان إلى العينة. بالنسبة للعينات التي يصعب تقطيرها بشكل خاص، بما في ذلك العينات المعرضة للرغوة، يمكن أيضًا تزويد المبخر الدوار بأنابيب مكثف خاصة.

كيفية اختيار المبخر الدوار

قبل شراء جهاز تبخير دوار، من الضروري توضيح بعض الأسئلة، مثل كمية التقطير في المرة الواحدة، والعدد التقريبي للعينات المطلوب تقطيرها يوميًا، والمذيبات المتوقع تقطيرها، ودرجة غليانها التقريبية، وما إذا كانت قابلة للاشتعال أو متفجرة أو سامة وضارة. بعد تحديد المتطلبات التجريبية ونوع المذيب المراد تقطيره، يمكنك البدء بشراء جهاز تبخير دوار.

1. توضيح مواصفات المبخر الدوار

عادةً ما تُميّز مواصفات المُبخّر الدوار بحجم قارورة التبخير. ويعتمد حجم قارورة التبخير المطلوبة على كمية المادة المراد تبخيرها. بشكل عام، تُعدّ المُبخّرات الدوارة بسعات 2 لتر و3 لترات و5 لترات مناسبة للتجارب المعملية الصغيرة؛ بينما تُعدّ سعات 5 لترات و10 لترات و20 لترًا مناسبة للاختبار التجريبي؛ بينما تُعدّ سعات 20 لترًا و50 لترًا مناسبة للاختبار التجريبي والإنتاج. وبالطبع، في ظروف خاصة، يُمكن أيضًا توسيع حجم قارورة التبخير بواسطة أنبوب التغذية المستمر، مما يُوسّع حجم عملية التقطير المستمر إلى حدّ معين.

2. توضيح مهام التقطير التي يجب على المبخر الدوار إكمالها

2.1. كفاءة التقطير

تُحدد كفاءة التقطير في المبخر الدوار عدد العينات التي يُمكن تقطيرها يوميًا. في حالة المذيب نفسه، كلما زادت كفاءة التقطير، زاد عدد العينات المراد تقطيرها. إذا كان حجم العينة كبيرًا، يجب إيلاء كفاءة التقطير اهتمامًا أكبر عند شراء مبخر دوار.

2.2. تقييم المخاطر الأمنية

إن المخاطر الأمنية المتعلقة بعملية التقطير تأتي في المقام الأول من المذيب ووسط التسخين المستخدم في عملية التقطير.

1) إذا كان وسط التسخين هو زيت السيليكون، فيجب أن تكون نقطة الاشتعال أعلى من درجة الحرارة العالية لوعاء التسخين بمقدار 25 درجة مئوية على الأقل.

٢) إذا كان مُذيب التقطير قابلاً للاشتعال والانفجار، يُمكن استخدام مُكوّن زجاجي مقاوم للانفجار. بعد انتهاء عملية التقطير، يُفضّل أن يكون الجهاز قادرًا على تفريغ الهواء تلقائيًا، وذلك لتجنب التفريغ اليدوي السريع الذي قد يُسبب انفجارًا.

3) لتحسين بيئة المختبر، يمكن اختيار جهاز تكثيف ثانوي لتعظيم استرداد مذيب التقطير.